MOD法制备YBCO高温超导带材的缓冲层SrTiO

发布时间：2016-09-04 19:23

  本文关键词：高电压冷绝缘高温超导电缆的主绝缘设计，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2007年

MOD法制备YBCO高温超导带材的缓冲层SrTiO_3研究

田震  

【摘要】： 第二代钇系高温超导带材具有不可逆场较高、磁场下载流能力强、交流损耗低及性价比高等优点,极具应用前景,因而成为高温超导材料的重点发展方向。但是直接在柔性金属基带上制备超导薄膜存在晶格失配和互扩散等问题,因而必须制备过渡层薄膜。 与目前较为成熟的过渡层薄膜制备工艺如IBAD(ion beam assisted deposition)、溅射及脉冲激光沉积(PLD)等相比,金属有机沉积(MOD, Metal Organic Deposition)方法具有不需要真空环境,制备的薄膜厚度一致,设备简单,成本低等优势。本论文采用MOD法在双轴织构的镍钨合金(Ni-5at.%W)基带上制备SrTiO_3(STO)过渡层薄膜。采用SrTiO_3这一种材料来作过渡层,在STO过渡层上面可以直接制备钇系高温超导薄膜。为确保过渡层起到为超导层提供生长模板和阻挡扩散的作用,本论文开展了以下研究工作: 首先,本论文对配制稳定前驱溶液的工艺条件进行了研究,通过实验最终确定了以乙酸锶、钛酸丁酯为反应物,冰乙酸和甲醇为溶剂,乙酰丙酮为螯合剂,控制反应温度在50~70℃,制备出稳定性较好的前驱溶液。 其次,为了制备具有良好织构的STO过渡层薄膜,本文对种子层的制备工艺进行了研究。采用不同材料作为种子层,其中SrTiO_3作为种子层在优化工艺参数下(前驱溶液浓度为0.06M,退火温度为880℃,保温时间为120min),生长出晶粒大小一致、尺寸较小且分布均匀的种子层。 最后在种子层上采用MOD法制备STO过渡层薄膜,对其制备工艺进行研究,采用XRD、AFM、及SEM对薄膜进行分析。研究了工艺参数(退火温度、退伙时间、升温速度等)对薄膜结构和表面形貌的影响,并对该方法的可重复性进行了验证。所制备的SrTiO_3过渡层薄膜均能达到立方织构单一取向,面内、面外半高宽分别为6.5°和6.0°,颗粒尺寸小于80nm,表面均方根粗糙度不超过3nm。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM26
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-9

第一章 概述9-26

1.1 高温超导简介9-11

1.2 高温超导带材的发展11-15

1.3 第二代钇系高温超导带材的制备15-22

1.4 过渡层研究现状22-24

1.5 论文的选题依据和研究方案24-26

第二章 实验方法和原理26-36

2.1 MOD 法的基本原理26

2.2 实验仪器及原料26-27

2.3 基片的清洗27-28

2.4 前驱溶液的配制28-29

2.5 成膜及薄膜的热处理29-31

2.6 薄膜的分析测试方法及原理31-36

第三章 种子层薄膜生长工艺研究36-44

3.1 BCT 种子层36-37

3.2 STO 种子层37-42

3.3 CEO_2 种子层薄膜42

3.4 小结42-44

第四章 SRTIO_3缓冲层薄膜生长工艺研究44-59

4.1 退火温度44-49

4.2 退火时间49-54

4.3 升温速度及工艺的重复性54-56

4.4 水蒸气56-57

4.5 厚度对薄膜性能影响57-58

4.6 小结58-59

第五章 结论59-60

致谢60-61

参考文献61-67

读硕期间取得的成果67-68

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【参考文献】

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